JPH09314085A - 金属薄板の純水洗浄装置および純水洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属薄板ないしはその微細加工製品（電子部品
等）を水系の洗浄剤を用いて洗浄する際し、加熱シミを
生じさせずに洗浄することができる純水洗浄装置、およ
びその装置を用いて行う純水洗浄方法の提供。 【解決手段】ロール回転軸６が中空で、胴部が通水性の
ある材質からなる洗浄用ロール２と、この洗浄用ロール
の胴部を全長にわたって支持するとともにこの洗浄用ロ
ールに純水を供給する機能を備えたバックアップロール
１を有し、前記中空のロール回転軸６は吸水孔６−1 を
備え、少なくとも一端に真空吸水装置に接続する開口部
を備える純水洗浄装置。この装置を用い、バックアップ
ロールから洗浄用の純水を供給するとともに、洗浄用ロ
ールのロール回転軸に設けられた吸水孔をとおして吸水
しつつ洗浄を行う純水洗浄方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高い清浄度が要求
される金属薄板、ないしはその加工製品の最終の洗浄工
程で使用される純水洗浄装置およびその装置を用いて行
う純水洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属薄板に微細な加工を施した電子部品
等の微細加工製品では、一般に高い清浄度が要求され
る。これは、例えばＩＣリードフレーム等では、その表
面に油汚れや粉塵等が存在するとめっき性や半田ぬれ性
等が低下して不良が発生することがあるからで、そのた
め、これらの製品では、加工後の洗浄工程で表面の汚れ
が極力除去される。なお、表面の汚染状況は、一般に、
加熱シミ目視評価試験と呼ばれる試験により評価され
る。これは、供試体を大気中で５００℃前後に５分間程
度保持したときその表面に形成される酸化皮膜の厚さが
汚染物質の存在によって異なり、その厚さの差異に起因
してシミ状の色ムラが生じることを利用して汚れの程度
を判定する試験である。

【０００３】洗浄は、従来は洗浄剤として洗浄力に優れ
た有機溶剤系のものが主に使用されてきた。しかし、環
境汚染問題等に鑑み、その使用は減少する傾向にあり、
最近では水系の洗浄剤が注目されている。

【０００４】水系の洗浄剤を用いる洗浄装置では、一般
に、最終すすぎ工程で純水が使用される。この場合、被
洗浄表面に回転ブラシ等により機械的作用を加えながら
洗浄を行うのが効果的であるが、微細加工製品では、ブ
ラシによる折れや欠損のおそれがあり、しかも製品が帯
状ではなく、切板状になっている場合は、連続操業でブ
ラシ洗浄を行うことは極めて困難である。そのため、切
板状の製品では超音波洗浄やスプレー洗浄が行われてい
る。

【０００５】しかしながら、超音波洗浄やスプレー洗浄
のような洗浄方法のみによるのでは被洗浄素材の表面や
窪みに存在する汚染物質や洗浄液等を完全に除去するこ
とは困難である。また、洗浄時間を長くすると、生産性
の低下のみならず、リードフレーム素材として広く使用
されているＦｅ−４２％Ｎｉ合金等では、洗浄中に発銹
するおそれもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためになされたもので、水系の洗浄剤を用いる
洗浄工程の最終段階である純水による洗浄工程におい
て、金属薄板ないしはそれに微細な加工を施した電子部
品等の微細加工製品を洗浄するに際し、被洗浄素材の表
面に存在する汚染物質や残留洗浄液を短時間で十分に除
去することができ、前記の汚染状況の評価試験で加熱シ
ミが生じることのない製品を安定して供給することがで
きる純水洗浄装置、およびその装置を用いて行う純水洗
浄方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、従来の超音波洗浄やスプレー洗浄に
替えて胴部が通水性と適度な弾力性を有するスポンジ等
で構成されたロールを用い、これに純水を供給しつつ洗
浄する方式について検討を重ねた。

【０００８】なお、純水による洗浄を行うに際し、洗浄
後の乾燥工程を簡素化するためにこのような胴部が多孔
質からなるロールを用いた装置が提案されている（特開
平６−８６９６４号公報および特開平６−１０４３７６
号公報）。すなわち、このロールを洗浄後の被洗浄材に
付着している残留水を除去するために用いた水分除去装
置で、これを純水によるすすぎ装置と乾燥装置の間に設
け、乾燥の遅れ部分をなくするとともに、短時間で乾燥
を行い、しみ、色むらの発生や、あらたな汚れを防止し
ようとするものである。

【０００９】これに対して、本発明者らは、洗浄にロー
ルを用いる方式について種々検討した。その結果、胴部
が通水性を有する洗浄用のロールに加えて、更に、この
ロールに純水を供給する機能を備えたバックアップロー
ルを設けることにより、被洗浄素材に対する洗浄用ロー
ルの押し当てが強化され、かつ均一化されて、むらのな
い、均一で、効果的な洗浄が可能になることを見いだし
た。

【００１０】本発明はこの検討結果に基づいてなされた
もので、その要旨は、下記（１）のの純水洗浄装置、お
よび（２）の純水洗浄方法にある。

【００１１】（１）ロール回転軸が中空で、胴部が通水
性のある材質からなる洗浄用ロールと、この洗浄用ロー
ルの胴部を全長にわたって支持するとともにこの洗浄用
ロールに純水を供給する機能を備えたバックアップロー
ルを有し、前記中空のロール回転軸は洗浄用ロール内部
に吸水孔を備え、少なくとも一端に真空吸水装置に接続
する開口部を備えることを特徴とする金属薄板の純水洗
浄装置。

【００１２】（２）洗浄用ロールを用いて行う金属薄板
の純水洗浄方法であって、ロール回転軸が中空で、胴部
が通水性のある材質からなる洗浄用ロールに金属薄板を
通過させる際に、洗浄用ロールの胴部にこの胴部を全長
にわたって支持するバックアップロールから洗浄用の純
水を供給するとともに、前記中空のロール回転軸の少な
くとも一端に設けられた開口部から吸気し、このロール
回転軸に設けられた吸水孔をとおして吸水することを特
徴とする金属薄板の純水洗浄方法。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の純水洗浄装置お
よび純水洗浄方法を図面に基づき詳細に説明する。

【００１４】図１および図２は、それぞれ本発明の純水
洗浄装置の一例の要部を模式的に示す側断面図および正
面図である。これらの図において、１がバックアップロ
ール、２が洗浄用ロールであり、５は中空のロール回転
軸、６は同じく中空のロール回転軸である。７および８
はそれぞれバックアップロール１および洗浄用ロール２
の回転を妨げないように構成された接続部である。

【００１５】バックアップロール１は洗浄用ロール２の
胴部を全長にわたって支持するとともに、洗浄用ロール
２に純水を供給できる機能を備えている。図１および図
２に示した例では、ロール胴部が洗浄用ロールと同様の
通水性を有する材質からなり、ロール回転軸５が中空
で、かつこの回転軸５には給水孔５−1 が設けられ、こ
のロール回転軸５と給水孔５−1 をとおして純水を供給
できるように構成されている。

【００１６】洗浄用ロール２は、ロール回転軸６が中空
で、胴部が通水性のある材質からなっている。なお、後
述するように、胴部は適度な弾力性を有しているのが好
ましい。また、前記中空のロール回転軸６は洗浄用ロー
ル内部（ここで、ロール内部とは、ロール胴部が存在し
ている部分をいう）に吸水孔６−1 が取り付けられ、か
つロール回転軸６の少なくとも一端に真空吸水装置に接
続するための開口部が設けられている。

【００１７】上記のように構成された純水洗浄装置を用
いて金属薄板ないしはそれに微細な加工を施した電子部
品等の微細加工製品を洗浄するに際しては、まず、バッ
クアップロール１の中空のロール回転軸５内に洗浄用の
純水を給水する。給水された純水は、ロール回転軸５に
設けられた給水孔５−1 を通過してロール胴部へ浸透
し、その中を通って外側に徐々に放出され、バックアッ
プロール１と接触している洗浄用ロール２に供給され
る。なお、上段側のロール対（バックアップロールと洗
浄用ロール）では洗浄用ロール２への給水が重力の作用
で容易になされるが、下段側のロール対では必ずしも容
易ではないので、下段側のロール対には十分な量（上段
側の２倍程度）の純水を供給する必要がある。

【００１８】洗浄用ロール２に供給された純水は、胴部
が通水性を有しており、また、ロール２自体が回転して
いるので、ロール２の胴部全体にゆきわたる。

【００１９】この状態で、被洗浄素材３をこの純水洗浄
装置に通過させると、洗浄用の純水は被洗浄素材３の表
面にも供給される。しかも、ロール２の胴部が適度な弾
力性を有していて、バックアップロール１で胴部の全長
にわたって均等に押しつけられているので、純水は被洗
浄素材３が微細加工製品であってもその細部にまで均一
にゆきわたる。

【００２０】一方、中空のロール回転軸６の少なくとも
一端に設けられた開口部に真空吸水装置を接続し、吸気
することにより、ロール回転軸６内は減圧状態になる。
そのため、バックアップロール１を介して供給された洗
浄用ロール２の胴部に含まれている純水に対すると同様
に、被洗浄素材３の表面に供給された純水に対しても吸
引力が働き、素材表面に残存する汚染物質はこの純水と
ともに容易に吸引、除去される。その際、バックアップ
ロール１による胴部の全長にわたる均一な押しつけ効果
が働いて、水分は局部的に残存することなく、均一に、
しかも完全に除去される。したがって、洗浄後に液切り
ロールを通過させて被洗浄素材３の表面の残留水を除去
する等の処置は不要であり、被洗浄素材３をそのまま乾
燥工程へ搬送することが可能である。

【００２１】洗浄用の純水の被洗浄素材表面への供給と
素材表面の汚染物質を含んだ純水の吸引、除去を効果的
に行うためには、純水の給水量に対して吸水速度を十分
に大きくすることが重要である。勿論、吸水速度が大き
すぎると、供給した純水が洗浄用ロールにゆきわたらな
いという問題が生じるが、一般的に、吸水速度は大きめ
に設定することが望ましい。

【００２２】洗浄用ロール２とバックアップロール１の
胴部の材質としては、通水性と適度な弾力性を有するも
のであれば特定のものに限定されない。例えば、スポン
ジや、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリふっ化ビ
ニル（ＰＶＦ）等、公知のものが使用できる。

【００２３】洗浄用ロールの回転軸に接続される真空吸
水装置としては、特別のものは必要ではなく、通常の回
転式ポンプ等で差し支えない。ただし、吸引した水によ
ってポンプが損傷を受けないように、トラップの設置等
の工夫は必要である。また、真空度については特に限定
はしないが、２０〜６０ｋＰａ程度が望ましい。

【００２４】なお、前記の図１および図２に示した純水
洗浄装置は、洗浄用ロール２本（一対）、バックアップ
ロール２本（一対）を有するものであるが、必要に応じ
て増設してもよい。

【００２５】上述したように、本発明の純水洗浄装置
は、胴部が通水性と適度な弾力性を有するスポンジ等で
構成されたロールを用い、これに純水を供給するととも
に、それを吸水しつつ洗浄する方式の装置である。しか
も、洗浄用ロールはバックアップロールで胴部が全長に
わたって被洗浄素材に押しつけられているので、この装
置を用いて洗浄を行えば、素材の板厚や形状が部分的に
異なっていても、素材の部位によって洗浄の効果に差が
生じたり、素材表面の純水の除去が不完全になる等の問
題は生じない。

【００２６】

【実施例】電子部品等の洗浄ラインに本発明の純水洗浄
装置を取り付け、その洗浄効果を調査した。

【００２７】図３は洗浄ライン全体の概略図で、１４が
本発明の純水洗浄装置である。

【００２８】被洗浄素材としては、リードピン数２５６
本のリードフレームがフォトエッチングにより５６個加
工されたＦｅ−４２Ｎｉ合金板（厚さ０．１２７ｍｍ、
４５０ｍｍ×５００ｍｍ）を各条件につき４０シート使
用した。リードフレーム数は総数で２２４０個である。

【００２９】この被洗浄素材を、まずアルカリ水系洗浄
槽９を通過させた後、第一水洗槽１０、第二水洗槽１１
および純水洗槽１２で、いずれも純水のスプレー噴霧に
より洗浄し、液切りロール１３で余分な純水を除去した
後、本発明の純水洗浄装置１４で洗浄した。その後、温
風乾燥装置１５で完全に乾燥した。

【００３０】洗浄後の、すなわち上記の洗浄ラインを通
過させた後の被洗浄素材について、加熱シミ目視評価試
験を行った。この場合の加熱温度は５００℃、加熱時間
は５分とし、大気中で加熱した後、各条件について２２
４０個のリードフレームを目視観察し、直径１ｍｍ以上
のシミが１個以上確認されたものは不良と判定した。

【００３１】なお、比較のために、本発明の純水洗浄装
置を全く使用しないで洗浄を行った場合の他、本発明の
装置を取り付けても、純水の供給を行わずに洗浄した場
合、バックアップロールを使用せず単純に洗浄ロールに
純水を滴下して洗浄を行った場合、真空吸引を行わずに
洗浄を行った場合等の条件下でも同様の加熱シミ目視評
価試験を行った。

【００３２】試験結果を表１に示す。この表において、
加熱シミ不良率（％）はその条件下における加熱シミ不
良数を検査総数で割り、１００を乗じて求めたものであ
る。

【００３３】この結果から明らかなように、本発明例で
は、加熱シミ不良は全く認められなかったが、純水を供
給しなかったり、真空吸引をしなかった場合は加熱シミ
不良率が高かった。

【００３４】また、バックアップロールを使用せず、洗
浄ロールに純水を滴下して真空吸引を行った場合（比較
例３）は、不良率は低かったが、加熱シミが被洗浄素材
の中央部に集中して認められた。本発明の純水洗浄装置
を使用することによりこの中央部に集中した加熱シミが
除去されたのは、洗浄用ロールがバックアップロールに
より均等に押しつけられることにより、純水が均一にゆ
きわたり、かつ除去されるというバックアップロールの
効果によるものである。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の純水洗浄装置を使用し、本発明
方法により洗浄を行えば、被洗浄素材表面に存在する汚
染物質や残留洗浄液を容易に除去することができ、加熱
シミが生じることのない素材を安定して供給することが
できる。この純水洗浄装置は、金属薄板ないしはそれに
微細な加工を施した電子部品等の微細加工製品を水系の
洗浄剤を用いて洗浄する際の最終段階である純水による
洗浄に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の純水洗浄装置の一例の要部を模式的に
示す側断面図である。

【図２】本発明の純水洗浄装置の一例の要部を模式的に
示す正面図である。

【図３】本発明の純水洗浄装置を組み入れた電子部品等
の洗浄ラインの概略図である。

【符号の説明】

１：バックアップロール ２：洗浄用ロール ３：被洗浄素材 ４：通板用ロール ５：ロール回転軸 ５−1 ：給水孔 ６：ロール回転軸 ６−1 ：吸水孔 ７、８：接続部 ９：アルカリ水系洗浄槽 １０：第一水洗槽 １１：第二水洗槽 １２：純水洗槽 １３：液切りロール １４：純水洗浄装置 １５：温風乾燥装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロール回転軸が中空で、胴部が通水性のあ
   る材質からなる洗浄用ロールと、この洗浄用ロールの胴
   部を全長にわたって支持するとともにこの洗浄用ロール
   に純水を供給する機能を備えたバックアップロールを有
   し、前記中空のロール回転軸は洗浄用ロール内部に吸水
   孔を備え、少なくとも一端に真空吸水装置に接続する開
   口部を備えることを特徴とする金属薄板の純水洗浄装
   置。
2. 【請求項２】洗浄用ロールを用いて行う金属薄板の純水
   洗浄方法であって、ロール回転軸が中空で、胴部が通水
   性のある材質からなる洗浄用ロールに金属薄板を通過さ
   せる際に、洗浄用ロールの胴部にこの胴部を全長にわた
   って支持するバックアップロールから洗浄用の純水を供
   給するとともに、前記中空のロール回転軸の少なくとも
   一端に設けられた開口部から吸気し、このロール回転軸
   に設けられた吸水孔をとおして吸水することを特徴とす
   る金属薄板の純水洗浄方法。